2025年贵州省中考物理一轮复习课件：第十五讲物体的浮沉条件及应用

第十五讲　物体的浮沉条件 及应用 必备知识·夯根基 一、物体的浮沉条件 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底 F浮_______G物  F浮_______G物  F浮_______G物  F浮_______G物  F浮+FN_______G物  ρ液_______ρ物  ρ液_______ρ物  ρ液_______ρ物  ρ液_______ρ物  ρ液_______ρ物  　>　 　<　 　=　 　=　 　=　 　>　 　<　 　=　 　>　 　<　 【微警示】 (1)浸在液体中的物体,当它受到的浮力等于其重力时,不一定漂浮,还可能悬浮。 (2)同一物体在液体中由上浮到漂浮的过程中,浸没时浮力不变;露出液面后,V排减小,F浮减小。 二、浮力的应用 1.轮船 (1)原理:采用____________的办法来增大其所受的浮力。  (2)排水量:轮船满载时排开水的__________。  2.潜水艇 (1)原理:靠改变______________的方法来实现上浮或下潜。  (2)特点:潜水艇潜入水下时,排开水的体积__________,此时所受的浮力 __________。  　“空心”　 　质量　 　自身重力　 　不变　 　不变　 3.密度计 (1)原理:物体漂浮时,受到的浮力__________重力。  (2)特点:浸入液体的体积越大,液体的密度__________。  4.气球和飞艇:靠充入密度__________空气的气体来实现升空的。  【判正误】 (1)浸在液体中的物体,当它受到的浮力等于其重力时,物体一定处于漂浮状 态。 ( ) (2)当液体密度等于物体密度时,物体浸在液体中一定处于悬浮状态。 ( ) (3)同一密度计在不同液体中受到的浮力相等。 ( ) 　等于　 　越小　 　小于　 × √ √ 【对点小练】 1.有一个长方体的木块,分别以甲、乙两种方式浮在水面上,两种情况下所受的 浮力分别为F甲和F乙。则F甲和F乙的关系是 ( ) A.F甲>F乙 B.F甲<F乙 C.F甲=F乙 D.无法确定 C 2.2024年5月23日,长江口一大型船舶深水航道出口实施交通管制。如果某轮船 从长江驶往海洋,考虑海水比江水的密度大,轮船受到的浮力将__________,轮船 吃水深度将__________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)  3.把重5 N、体积为6×10-4 m3的实心物体投入水中,当物体静止后,物体处于 __________(选填“漂浮”“悬浮”或“沉在水底”)状态,物体所受的浮力是_______ N。  　不变　 　变小　 　漂浮　 　5　 教材图片解读 命题点一　 物体的浮沉条件及其应用 1. (沪科八全P177图9-14(b)原创)如图所示,一个质量为50 kg的女孩漂浮在死 海的水面上,正在悠闲地看书,女孩受到的重力为_________ N,她所受的浮力为 _________N。(g取10 N/kg)  2.(人教八下P60T3改编)一个重为2 N的木块,浸没在水中时受到的浮力为3 N,则 它将__________(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),木块静止后所受到的浮力为______N。  　500　 　500　 　上浮　 　2　 命题点二　 浮力的应用 3.(人教八下P59图10.3—6原创)当潜水艇潜入水中下沉过程中所受浮力_________ (选填“变大”“变小”或“不变”),潜水艇漂浮时排开海水所受的重力__________(选 填“大于”“小于”或“等于”)悬浮时排开海水所受的重力;当潜水艇水舱充水时潜水 艇将__________(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。  　不变　 　小于　 　下沉　 4. (沪科八全P179图9-18原创)如图所示,将一支密度计放入装有水的容器中,此时密 度计处于__________(选填“漂浮”或“悬浮”)状态,往容器中加入浓盐水,发现密度计 上浮一些,加入浓盐水后,密度计受到的浮力__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。  　漂浮　 　不变　 考点一　浮力大小的判断(重点) 【典题1】将三个小球,分别放入盛有液体的A、B、C三个相同容器中,静止后的 位置如图甲所示。 角度1:同物不同液 (1)若三个容器中盛有不同液体,三个小球完全相同,它们所受的浮力FA、FB、FC的 大小关系是___________,三种液体的密度ρA、ρB、ρC的大小关系是___________。  重点难点·释疑难 　FA=FB=FC　 　ρA<ρB<ρC　 (2)若三个容器中盛有不同液体,三个小球完全相同,若小球在B容器的液体中沉底, 那么三个小球受到的浮力FA'、FB'、FC'大小关系是________________,三种液体的 密度ρA'、ρB'、ρC'大小关系是_______________。  　FA'=FC'>FB'　 　ρC'>ρA'>ρB'　 角度2:同液不同物 (3)若三个容器中盛有同种液体,三个小球的体积相同,它们所受的浮力FA″、FB″、FC″ 的大小关系是__________________,其中_______容器中的小球密度最大。  (4)如图乙所示的容器中盛有水,将a、b、c三个小球缓慢放入容器中,待小球静止后,其 状态如图乙所示,其中a与b质量相等,b与c体积相同;则三个小球的密度ρa、ρb、ρc的大 小关系是_____________;三个小球所受的浮力Fa、Fb、Fc大小关系是______________。 (均用“=”“<”或“>”进行排序)  　FC″<FB″<FA″　 　A　 　ρa<ρb<ρc　 　Fa=Fb=Fc　 【技法点拨】 1.“同液不同物”时比较浮力 (1)物体体积相同:根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较浮力大小,浸入液体中体积大的物体受到的浮力大。 (2)物体质量相同:以G物为“桥梁”,根据物体的浮沉条件判断浮力大小,漂浮和悬浮时 F浮=G物,沉底时F浮<G物。 2.“同物不同液”时比较浮力和液体密度 (1)比较浮力大小:以物体的重力G物为“桥梁”,根据物体的浮沉条件判断,漂浮和悬浮时 F浮=G物,沉底时F浮<G物。 (2)液体密度的比较:以物体的密度ρ物为 “桥梁”,漂浮时ρ液>ρ物,悬浮时ρ液=ρ物,沉底时 ρ液<ρ物,或根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,通过比较浸入液体中的体积判断。 【中考挑战】(2024·泸州中考)中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进 行战备训练时,下列对该潜艇的说法中正确的是( ) A.通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉 B.在水面下匀速下潜过程中,受到的浮力增大 C.从长江潜行进入东海时,需要往水舱内注水 D.从长江潜行进入东海时,受到的浮力会变小 C 考点二　浮沉条件的解答应用 【典题2】 (2024·遵义模拟)随着生活水平的提高,人们越来越重视饮食健康,而新鲜水果、蔬菜、蛋类等食物存放时间过长,不仅会失去水分还会变质。酷爱科学探究的小华同学,先将一个新鲜鸡蛋放置于清水中,待鸡蛋静止后,将观察到的现象拍照留存,然后将鸡蛋取出并存放在干燥的环境中。1个月后再将该鸡蛋放置于清水中,待鸡蛋静止后,又将观察到的现象拍照留存,两次留存的照片如图所示。 (1)图中哪张照片是1个月后拍照留存的? (2)请结合浮力知识解释同一个鸡蛋在清水中为什么会出现这两种不同的现象。 答:(1)甲照片是1个月后拍照留存的; (2)1个月前新鲜鸡蛋因含水分较多,鸡蛋的密度较大,重力较大,所受浮力小于重力而沉底;1个月后鸡蛋失去部分水分,质量变小,鸡蛋的密度变小,导致所受浮力大于重力而上浮。 【中考挑战1】 (2024·牡丹江中考)综合实践活动课上,小江展示了自制的“小潜水艇”。如图甲所示,矿泉水瓶中装有适量的水,将一个未装满水的小玻璃瓶倒扣入矿泉水瓶中,给矿泉水瓶口盖上插有吸管的瓶盖,吸管与瓶盖之间密封且不接触瓶内的水面,小玻璃瓶沉在水底,小江通过吸管将矿泉水瓶中的气体吸出一部分,“小潜水艇”上浮了,如图乙所示。 (1)请分析解释“小潜水艇”上浮的原因。 (2)再说出一种能让“小潜水艇”上浮的方法。 答:(1)用嘴吸气后,矿泉水瓶内液面上方气体减少,瓶内气压变小,导致小玻璃瓶瓶口处的液体产生向下的压强差,也就产生向下的压力差,将小玻璃瓶内的部分水排出。根据F甲=ρ甲gV甲可知,小玻璃瓶内气体体积增大,浮力变大,小玻璃瓶和瓶内气体总重力不变,小玻璃瓶和瓶内气体受到的浮力大于其总重力,力可以改变物体的运动状态,小玻璃瓶上浮。 (2)将另一吸管的管口贴靠在瓶中吸管的上端,沿水平方向吹气。 【中考挑战2】 (2024·贵阳模拟)等量替代,化繁为简,是物理学研究问题常用的方法。如图所示,“曹冲称象”是同学们都很熟悉的典故,聪明的曹冲先让人把大象赶上船,看船被河水浸到什么位置,然后刻上记号。把大象赶上岸,再往船里装上石头,当船被水面浸到记号的位置时,就可以判断,船上石头的总重就等于大象的重。请分析说明“曹冲称象”的原理。 答:根据阿基米德原理可得:物体在水中受到的浮力等于排开水的重力;曹冲将大象放在船上,刻上记号,船排开水的重力等于大象加上船的总重力。之后又放入石头,“记号”位置相同,说明船排开水的重力等于石头和船的总重力,而两次排开水的重力相等,因此石头和船的总重力等于大象和船所受的总重力,故石头的重量与大象的重量相等。 题组:物体的浮沉条件及其应用 1.(2022· 遵义中考)094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇, 下列有关核潜艇说法正确的是 ( ) A.核潜艇通过改变浮力大小来实现上浮和下沉 B.浸没在水中的核潜艇上浮时,所受浮力会逐渐变大 C.浸没在水中的核潜艇下潜时, 所受浮力大于自身重力 D.漂浮在水面的核潜艇所受的浮力与自身重力是一对平衡力 贵州常考题型演练 D 2. (2024·贵州中考)泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示,冲泡茶 叶时,部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,由于浮力大于重力而 __________;茶叶充分吸水后由于其密度__________水的密度而下沉。  　上浮　 　大于　 3.(2023·贵州中考)半潜船是专门从事运输舰船、石油钻井平台等大型设备的海运船舶。如图所示是我国最大的半潜船“新光华”号,装载货物前,海水进入船内的压载水舱,甲板逐渐下潜至海面以下,但船楼建筑仍露出海面;把货物拖拽至甲板上方时,从压载水舱向外排出海水,半潜船逐渐上浮并托起货物直至甲板浮出海面一定高度,这样就完成了货物装载。请回答以下问题: (1)半潜船装载货物时处于哪种浮沉情况? (2)若装载质量更大的货物,在保持甲板浮出海面高度相同的情况下,需要从压载水舱排出更多海水,请用浮力知识解释从压载水舱多排海水的原因。 答:(1)由题意可知,当半潜船装载货物时,船楼建筑仍露出海面,根据物体的浮沉状态可知,半潜船装载货物时处于漂浮状态。 (2)半潜船在海中受到浮力、自身重力和货物的重力作用,因保持甲板浮出海面高度相同,即V排相同,根据阿基米德原理可知,半潜船受到的浮力不变,因为船漂浮,其浮力等于总重力,浮力不变则总重力不变,若装载质量更大的货物,由物体的平衡条件可知,需要减轻自身的重力,维持总重力不变,故需要从压载水舱排出更多海水。 4.(2022·安顺中考)“选种”是提高农作物产量的重要措施之一。在实际生产中有一种利用浮力选择谷种的方法:将备选的谷种浸在浓度适宜的盐水中,一些谷种会漂浮在盐水表面,一些谷种会沉在盐水底部,从而可选出好谷种。请判断盐水中哪些谷种是好谷种,并说明理由。 答:将种子放入盐水中后,由于干瘪、虫蛀的种子质量较小,故受到的浮力大于重力,使种子上浮,直至浮力等于重力时,种子漂浮于液面上;而饱满的种子,本身质量较大,重力大于所受浮力,故种子会下沉。 5.(2022·贵阳中考)《天工开物》中记录了古代劳动者煮海水制盐的方法,如图甲所示。用于制盐的海水密度有严格要求,在《西溪丛语》中谈到了用莲子选定海水的方法:采用多粒莲子投入盛有海水的容器中,若所有莲子均浮,则海水含盐重;若所有莲子均沉,则这样的海水就毫无制盐价值。后来《熬波图》中谈到,将莲子分别浸入不同密度等级的海水中(一等海水密度最大,二、三、四等依次次之),充分浸泡后制备成不同测定标准的“浮子”。将“浮子”放入盛有待测海水的竹管内,如图乙所示,根据浮起的“浮子”数即可判断待测海水的密度范围。请回答下列问题: (1)煮海水制盐过程中,水发生的物态变化是__________;  (2)若一粒浸泡后的莲子质量是3×10-3kg,其受到的重力是多少?(g取10 N/kg) (3)《西溪丛语》谈到:无制盐价值的海水,莲子放入后会全部沉入水底。莲子沉入水底的原因是什么? (4)将四粒不同测定标准的“浮子”放入盛有待测海水的竹管内。请根据图乙中“浮子”静止时的情况判断:②号“浮子”制备时是浸泡在哪一等级的海水中?写出你判断的理由。(设各“浮子”的体积均相同,其密度与对应等级的海水密度相等) 　汽化　 【解析】(1)煮海水制盐过程中,水变成水蒸气跑到空气中,所以其中水发生的物态变化是汽化; (2)若一粒浸泡后的莲子质量是3×10-3 kg,其受到的重力G=mg=3×10-3 kg×10 N/kg =3×10-2 N; (3)无制盐价值的海水,其中的含盐量少,则这种海水的密度会较小;而莲子的密度大于这种海水的密度,所以莲子沉入水底; (4)由图乙可知,>>>,待测海水密度一定,根据阿基米德原理可知,浮力F1>F2>F3>F4,1号“浮子”沉底,其浮力小于重力,2、3、4号“浮子”漂浮,它们的浮力均等于重力,所以G1>G2>G3>G4,根据G=mg可知,“浮子”的质量m1>m2>m3>m4,又因各“浮子”体积相同,根据ρ=可知,“浮子”的密度ρ1>ρ2>ρ3>ρ4,所以,2号“浮子”制备时浸泡在二等海水中。 答案:(1)汽化 (2)若一粒浸泡后的莲子质量是3×10-3 kg,其受到的重力是3×10-2N; (3)莲子沉入水底的原因是莲子的密度大于海水的密度; (4)二等。由图乙可知,>>>,待测海水密度一定,根据阿基米德原理可知,浮力F1>F2>F3>F4,1号“浮子”沉底,其浮力小于重力,2、3、4号“浮子”漂浮,它们的浮力均等于重力,所以G1>G2>G3>G4,根据G=mg可知,“浮子”的质量m1>m2>m3>m4,又因各“浮子”体积相同,根据ρ=可知,“浮子”的密度ρ1>ρ2>ρ3>ρ4, 所以,2号“浮子”制备时浸泡在二等海水中。 $$